不同地表下粉尘释放机制的风洞实验研究

申毓秀

摘要：文章主要是分析了粉尘释放的发展现状，在此基础上讲解了颗粒运动形式、粉尘释放的研究现状，同时探讨了地表下的粉尘释放机理，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键字：粉尘释放；颗粒运动形式；地表

1、前言

粉尘释放是当前全球粉尘循环系统当中重要的一个环节，土壤风蚀所释放出来的粉尘为例是粉尘气溶胶的重要来源，其通过吸收与散射出地面辐射跟太阳辐射来有效来改变到地面与大气之间的辐射平航，影响到全球气候的变化，对环境空气的质量造成严重的影响。

2、粉尘释放的研究概况

20世纪80年代以后，沙尘循环在行星系统功能中的重要作用逐渐显现，粉尘数据预测建模也得到了迅速而持续的发展发达。那里已有许多区域煤尘排放模拟方法，主要应用技术是在风沙侵蚀事件频繁发生的地区，包括南极洲内陆、地中海、美国、撒哈拉沙漠、澳大利亚等亚洲。自从20世纪90年代，研究人员一直致力于开发全球金属粉尘排放相关模型，并取得了很大的成就大步前进。在在这一阶段，对全球大尺度粉尘循环和气固相辐射的认识主要依赖于对全球一些金属粉尘排放相关模型的真实模拟。模型结构在逐步改进，数学建模方法也得到了优化和改进，因为系统模拟了相对独立的粉尘释放的发生事件。但是, 大量实验结果表明，地表粉尘的快速释放与风向、风速、内部植被覆盖度、土壤湿度等因素密切相关，以及外壳。那些显著的地表特征和风向、风速可以控制水蚀的形成和强度的增加沙子。之后经过近20年的不断探索和深入实践，金属粉尘释放的物理机理逐渐得到认识和进一步发展，认为该模型适用于此类粉尘的全释放建模，以更好地模拟环境和数据预测粉尘释放。

2.1、颗粒运动形式的研究现状

粉尘的充分释放与土壤侵蚀模型的时间进程密切相关。不同粒径和同一粒径的风蚀面具有相同的特定运动形式。根据野外观测仪器和风洞试验，将其它形式的自然地理过程分为蠕动、跳跃和悬浮三种类型，即粒径大于1000m的沙粒在风和跳跃粒子的能量作用下，它可以在地面上滑动或翻转；对于跳跃来说，一种运动，即沙子对风场的影响，在地面上连续跳跃的是沙子和两种运动方式。人们一直认为它在肥沃土壤表面的风化过程中起着关键作用。其中，跳跃的细颗粒称为跃移质；就悬浮运动而言，它主要包括灰尘颗粒，这些灰尘颗粒在水流的作用下直接释放出优雅的气息，然后在一定时间和时间的影响下，由于东北风而不是重力而悬浮在空气中。其中，小于120m的颗粒是颗粒状的，能够长时间进行悬移运动。

2.2、粉尘释放的研究进展

自20世纪80年代来，现代人逐渐意识到沙尘气溶胶对亚太地区自然气候、生态系统、水循环系统、农业生产和现代人类健康的影响是最重要和最重大的。为此，本文讨论了尘埃粒子循环系统功能的主要环节，包括尘埃粒子的快速释放过程、连续流动和愉快沉降过程、现场观测仪器、探测卫星遥感结果、大气环流等，冲击风洞试验环境观测与粉尘模拟方法的计算机模拟研究工作得到了迅速发展。作为大气粉尘运动中重要的一个环节，全球粉尘重复循环释放的土壤层粉尘颗粒模型结构和环境。因此物理相关机制、未来预测等相关模型已成为相关科学新兴领域的研究热点和关键任务研究。跳伞炸弹的释放突然发生了一个比较明显的跳沙运动，并认为它与当前水平拍高吞吐量测序有很大的实际关系，提出了一些运行经验或半运行经验公式计算。完善的相关模型大多过于关注湍流快速释放的影响，但主要包括需要考虑土层附近跳跃颗粒的轰击和强烈的冲击引起的扬尘释放碰撞。还有实际上，表面的性质并不随特征而改变流场分布和时间。那个实践经验模型的具体形式非常简单，易于应用。然而，由于缺乏对化学过程的描述，无法将其概括为变化条件。在天文重要领域，实际经验的所有参数基本上都需要由现有的观测结果来确定观察。那个理论基本模型结构充分表达了粉尘快速释放等物理化学过程，适用于多个前提条件，但由于太多参数多，不方便使用。而且现阶段，在统一标准实验中，相关模型仍缺乏在统一的实验条件下的验证。

3、地表下的粉尘释放机理

随着野外天文观测和风洞试验系统模拟试验的迅速发展，许多参数方程建模方法被发展并应用于风蚀数据预测。然而，粉尘颗粒排放的物理运行机理尚不十分清楚。喷砂机理（含盐砂粒的排放和粉尘颗粒的分离）可能是粉尘排放的主要机理。然而，一些研究结果充分表明，在这种情况下，如粉尘的排放机理尚不清楚，粉尘排放机理的方面是气动性能夹杂物（流体运动释放）而不是喷砂机理。应用该模型进一步完善粉尘排放的物理反馈机制。

3.1、地表颗粒的粒径分布

在耕作土壤中，土壤表层细颗粒的粒径分布范围广，粒径分布较广不一样。它客观上存在于同一土壤表面，其粒径分布集中在不同的土壤上方式。根据对于上述粒径，肥沃的土壤分为四类，即粘土、淤泥、沙子和沙子。在其中粘土和粉土一般称为灰尘。进来从煤尘的释放来看，煤尘源的供给不太充足，因此，小颗粒含量高的表面更容易释放出大量的煤灰尘。大多数基于市场数学运行机理的金属粉尘释放建模方法考虑了地表粒径的较大影响，因为颗粒在土壤中的分布具有分量意义对金属粉尘释放的研究价值。

3.2、粉尘垂直释放通量

水流中的扩散是粉尘沿设计释放和传播的主要原因。在稳定非定常条件和均匀表面条件下，他们认为，大量粉尘的垂直输送完全符合恒定数字pcr的假设（即粉尘等空气传输的平行垂直面与表面的煤尘排放通量相等），因此，在这种情况下，梯度法一般用于准确测量粉尘和再释放粉尘问题。那个实验结果表明，需求梯度法不需要。采用气固粒径谱仪精确测量，分别计算了7cm和14cm粉尘质量浓度，垂直度采用公式高通量测序法计算。

4、结束语

由上可知，流体释放能够有效的主导到粉尘释放的进程，但其容易被粉尘供应所限制。而大粒径的跃移和蠕移颗粒能够有效解除到粉尘供应限制所受到的影响。为此在粉尘释放的过程中应当重视到流体释放的影响，同时还应当重视到地表粉尘供应限制以及地表更新的整个过程。

参考文献

1. 岑松勃, 张春来, 代豫杰,等. 风蚀事件中农田土壤PM_(10)释放特征[J]. 中国沙漠, 2020, v.40(03):147-152.

2. 张业, 尚克明, 杜健,等. 高速列车转向架舱风洞试验研究[J]. 实验力学, 2020(4).